阿克蘇地區(qū)氣候變化對(duì)棉花生產(chǎn)的影響探析

摘 要 新疆阿克蘇地區(qū)是我國(guó)重要的棉花生產(chǎn)基地，其棉花產(chǎn)業(yè)不僅對(duì)當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)有重要的影響，而且在全球棉花供應(yīng)鏈中扮演重要角色。在諸多影響因素中，氣候因素對(duì)阿克蘇地區(qū)棉花生產(chǎn)的影響較為突出，為提高棉花產(chǎn)量與品質(zhì)，助力阿克蘇地區(qū)棉花產(chǎn)業(yè)實(shí)現(xiàn)更好發(fā)展，聚焦當(dāng)?shù)孛藁ㄉa(chǎn)與氣候變化的交互作用，分析氣候變化對(duì)不同播期棉花物候期、籽棉產(chǎn)量和水分生產(chǎn)力的影響，并據(jù)此提出加強(qiáng)棉花對(duì)氣候變化適應(yīng)性的策略，包括加強(qiáng)水資源管理、改良棉花品種、優(yōu)化農(nóng)業(yè)實(shí)踐、落實(shí)政策及經(jīng)濟(jì)激勵(lì)措施等。

關(guān)鍵詞 氣候變化；棉花生產(chǎn)；新疆阿克蘇地區(qū)

中圖分類號(hào)：S162 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2024.16.043

在當(dāng)今全球氣候異常變化的背景下，新疆阿克蘇地區(qū)棉花生產(chǎn)面臨重大挑戰(zhàn)，溫度上升、降水模式改變、極端天氣事件增加等給當(dāng)?shù)孛藁ㄉa(chǎn)帶來(lái)諸多不確定性，直接影響棉花的生長(zhǎng)周期、產(chǎn)量及品質(zhì)，進(jìn)而影響農(nóng)民收入和地區(qū)經(jīng)濟(jì)穩(wěn)定。深入研究棉花生產(chǎn)與氣候變化的交互作用，不僅有利于理解和應(yīng)對(duì)氣候變化帶來(lái)的挑戰(zhàn)，還能指導(dǎo)阿克蘇地區(qū)制訂適應(yīng)性管理措施，從而提高棉花生產(chǎn)的可持續(xù)性。

1 氣候特征與棉花生產(chǎn)現(xiàn)狀

1.1 氣候特征

阿克蘇地區(qū)位于我國(guó)西部的塔里木盆地南緣，屬于溫帶干旱氣候，氣候特征明顯，主要表現(xiàn)為以下4點(diǎn)。1）干燥少雨且蒸發(fā)量大。阿克蘇地區(qū)全年平均降水量極低，在150～300 mm，而蒸發(fā)量卻在2 000 mm以上，這種大量蒸發(fā)與極少降水的狀況造就了其干旱的氣候特點(diǎn)。2）日照充足。阿克蘇地區(qū)一年中有充足的陽(yáng)光，為棉花的生長(zhǎng)提供了良好的光照條件。3）溫差大，夏季炎熱，最高溫度在40 ℃以上，冬季寒冷，最低溫度可下降為-20 ℃左右。盡管較大的溫差有利于棉花的光合作用和糖分的積累，但極端的氣候條件也對(duì)棉花的生長(zhǎng)提出了挑戰(zhàn)，如高溫和干旱可能限制棉花的生長(zhǎng)期和產(chǎn)量。4）風(fēng)力資源豐富，春季常有強(qiáng)風(fēng)，這對(duì)棉花播種和其幼苗生長(zhǎng)有一定的不利影響。

1.2 棉花生產(chǎn)現(xiàn)狀

近年來(lái)，阿克蘇地區(qū)棉花種植面積穩(wěn)步增長(zhǎng)，產(chǎn)量也逐年提升（見(jiàn)表1），棉花產(chǎn)業(yè)已成為推動(dòng)當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)發(fā)展的重要支柱產(chǎn)業(yè)之一[1]。地方政府和農(nóng)業(yè)部門積極采取措施，如引進(jìn)優(yōu)良棉花品種、改進(jìn)農(nóng)業(yè)技術(shù)和管理方法、提高灌溉效率等，以提升棉花生產(chǎn)的整體水平和可持續(xù)性。此外，通過(guò)加強(qiáng)對(duì)棉農(nóng)的培訓(xùn)和支持，當(dāng)?shù)孛藁ǚN植效率和質(zhì)量管理水平得到顯著提升，進(jìn)一步提升了棉花的產(chǎn)量和品質(zhì)。但是需要承認(rèn)，阿克蘇地區(qū)棉花生產(chǎn)面臨氣候變化的挑戰(zhàn)，包括水資源緊缺、高溫和干旱加劇等，這些因素會(huì)對(duì)棉花生產(chǎn)造成不利影響。因此，持續(xù)關(guān)注氣候變化對(duì)棉花生產(chǎn)的影響，并采取適應(yīng)性措施，對(duì)于保障阿克蘇地區(qū)棉花產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。

2 棉花生產(chǎn)與氣候變化的交互作用

2.1 棉花物候期與氣候變化

物候期指的是植物生長(zhǎng)發(fā)育的關(guān)鍵時(shí)期，如發(fā)芽、開(kāi)花、結(jié)果等。阿克蘇地區(qū)作為我國(guó)重要的棉花生產(chǎn)基地，近年來(lái)面臨顯著的氣候變化，包括平均溫度上升、降水量減少及極端天氣事件增加等[2]。這些變化直接影響了棉花的物候期，進(jìn)而影響了棉花的產(chǎn)量和品質(zhì)。以2023年為例，阿克蘇地區(qū)春季平均溫度比過(guò)去10年的平均溫度高出2 ℃，導(dǎo)致棉花發(fā)芽期比歷年提前7 d，發(fā)芽率達(dá)到95%，較歷史平均發(fā)芽率提高了5%。同時(shí)，由于春末降水量比平均值低20%，棉花在開(kāi)花期遭遇了水分脅迫，開(kāi)花時(shí)間延后了3 d，影響了花鈴的正常發(fā)育，整體開(kāi)花率下降了10%；夏季，高溫日數(shù)比往年多出15 d，最高溫度達(dá)到42 ℃，高溫日數(shù)的增加，使棉花的成熟期提前了5 d，導(dǎo)致約15%的花鈴提前開(kāi)放，影響產(chǎn)量和品質(zhì)。一名阿克蘇地區(qū)的棉農(nóng)通過(guò)將播種時(shí)間提前10 d，嘗試緩解氣候變化對(duì)棉花物候期的影響。這一調(diào)整使得棉花能夠在相對(duì)溫和的氣候條件下完成生長(zhǎng)的大部分關(guān)鍵階段，減少了高溫和干旱對(duì)棉花生長(zhǎng)的不利影響。

阿克蘇地區(qū)的實(shí)際情況表明，氣候變化對(duì)棉花的物候期有著顯著影響，通過(guò)采取適應(yīng)性管理措施，如調(diào)整播種時(shí)間，可以在一定程度上緩解這些問(wèn)題。為了提高棉花生產(chǎn)的適應(yīng)性和可持續(xù)性，需要開(kāi)展更多的研究和實(shí)踐，以優(yōu)化棉花生產(chǎn)管理策略，應(yīng)對(duì)氣候變化帶來(lái)的挑戰(zhàn)。

2.2 籽棉產(chǎn)量與氣候變化

氣候變化對(duì)阿克蘇地區(qū)籽棉產(chǎn)量的影響具有復(fù)雜性和直接性。隨著全球氣溫的升高和降水模式的變化，這一地區(qū)的棉花生產(chǎn)面臨前所未有的挑戰(zhàn)。溫度的升高可以在初期促進(jìn)棉花的生長(zhǎng)，但過(guò)高的溫度會(huì)對(duì)棉花的生理過(guò)程產(chǎn)生負(fù)面影響，從而影響最終的籽棉產(chǎn)量。降水量的減少和降水事件的不規(guī)律，會(huì)直接限制棉花的水分供應(yīng)，影響棉花的正常生長(zhǎng)和產(chǎn)量。

阿克蘇地區(qū)近年來(lái)觀測(cè)到平均溫度上升的趨勢(shì)，特別是在棉花生長(zhǎng)的關(guān)鍵期，如授粉期，高溫現(xiàn)象越來(lái)越頻繁。雖然溫度上升會(huì)加快棉花的生長(zhǎng)速度，但當(dāng)溫度超過(guò)棉花的最佳生長(zhǎng)溫度閾值（大約35 ℃）時(shí)，就會(huì)抑制棉花的授粉過(guò)程，并導(dǎo)致花鈴提前開(kāi)放或不正常發(fā)育。這不僅減少了可收獲的籽棉數(shù)量，而且降低了棉花的整體品質(zhì)。

降水量的不穩(wěn)定和不均勻分布是氣候變化的另一個(gè)顯著特點(diǎn)。在阿克蘇地區(qū)，2021年的降水量比平均水平減少了30%，并且降水主要集中在非生長(zhǎng)季節(jié)，這會(huì)直接限制棉花的水分供應(yīng)，特別是在關(guān)鍵的生長(zhǎng)階段。棉花是一種對(duì)水分需求較高的作物，缺水條件會(huì)導(dǎo)致棉花生長(zhǎng)受阻，影響棉花的正常發(fā)育。干旱條件下，棉花的根系無(wú)法深入土壤獲取水分，導(dǎo)致棉花植株生長(zhǎng)不良，進(jìn)而影響籽棉產(chǎn)量。

2.3 棉花水分生產(chǎn)力與氣候變化

棉花的水分生產(chǎn)力，定義為單位水分所產(chǎn)出的棉花量，是衡量棉花對(duì)水資源利用效率的關(guān)鍵指標(biāo)[3]。在阿克蘇地區(qū)，氣候變化對(duì)棉花的水分生產(chǎn)力造成的影響尤為顯著，主要通過(guò)兩個(gè)途徑體現(xiàn)：1）隨著氣候變暖和干旱條件的加劇，棉花的需水量增加；2）溫度升高導(dǎo)致棉花的蒸騰作用加強(qiáng)，進(jìn)而降低水分利用效率。

增溫和干旱條件下棉花的需水量增加，這對(duì)水資源緊缺的阿克蘇地區(qū)來(lái)說(shuō)是一個(gè)巨大的挑戰(zhàn)。例如，2022年，阿克蘇地區(qū)平均氣溫比往年增加了3 ℃，導(dǎo)致棉花需水量比歷年增加了20%。然而，同年降水量比平均年份減少了30%，使得灌溉水源更加緊張。這種情況下，棉花無(wú)法獲得足夠的水分供應(yīng)，導(dǎo)致其生長(zhǎng)受阻。

溫度升高導(dǎo)致棉花的蒸騰作用加強(qiáng)，水分利用效率降低。隨著氣溫的上升，棉花為了維持正常的生命活動(dòng)，需要通過(guò)蒸騰作用散發(fā)更多的水分，這導(dǎo)致生產(chǎn)等量棉花需要的水量顯著增加。對(duì)于水資源本就身份緊缺的阿克蘇地區(qū)而言，這無(wú)疑加劇了水資源的壓力，降低了棉花的水分生產(chǎn)力。

為應(yīng)對(duì)氣候變化對(duì)棉花水分生產(chǎn)力的影響，采取適應(yīng)性措施至關(guān)重要。這包括改進(jìn)灌溉技術(shù)，如采用滴灌和噴灌等節(jié)水灌溉方法，以提高水分利用效率；引進(jìn)和培育耐旱、耐高溫的棉花品種，減少氣候變化對(duì)棉花生產(chǎn)的負(fù)面影響；通過(guò)調(diào)整種植策略和灌溉管理，優(yōu)化水資源分配，保證棉花在關(guān)鍵生長(zhǎng)期獲得足夠的水分，以提高棉花的水分生產(chǎn)力和確保產(chǎn)量。

3 存在的問(wèn)題

3.1 水資源利用效率低下

阿克蘇地區(qū)棉花種植大多采用傳統(tǒng)方式進(jìn)行灌溉，然而傳統(tǒng)的灌溉方法如漫灌等缺乏對(duì)水量的精確控制，導(dǎo)致大量水資源被浪費(fèi)，特別是在干旱或水資源稀缺地區(qū)，這一問(wèn)題尤為突出。此外，由于缺乏有效的水資源管理策略和技術(shù)支持，農(nóng)民無(wú)法根據(jù)作物生長(zhǎng)階段和氣候條件調(diào)整灌溉量，進(jìn)一mAZsw3DJyQHXEqXsls46Hs0epUfTxYlGwfw8SiTqO3k=步降低了水資源利用效率。這不僅增加了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)成本，也加劇了水資源緊張的狀況，影響了農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

3.2 棉花品種對(duì)氣候變化的適應(yīng)性不足

隨著全球氣候變暖，極端氣候事件頻發(fā)，如干旱、洪水、高溫等，嚴(yán)重影響了棉花的生長(zhǎng)周期和產(chǎn)量。阿克蘇地區(qū)現(xiàn)有的棉花品種多針對(duì)特定的生長(zhǎng)條件培育，對(duì)氣候波動(dòng)的敏感性高，缺乏足夠的抗逆性，使得在氣候變化的條件下，棉花生產(chǎn)面臨更大的不確定性和挑戰(zhàn)。這不僅影響了農(nóng)民的收益，也威脅到棉花產(chǎn)業(yè)的穩(wěn)定性。

3.3 農(nóng)業(yè)管理策略和實(shí)踐方法落后

許多農(nóng)戶仍然依賴傳統(tǒng)的耕作方式和農(nóng)業(yè)實(shí)踐，這些方法往往無(wú)法有效應(yīng)對(duì)氣候變化帶來(lái)的不確定性，如不規(guī)律的降水模式、溫度波動(dòng)等。此外，很多農(nóng)戶缺乏對(duì)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)技術(shù)的了解和應(yīng)用，如作物輪作、土壤管理、病蟲(chóng)害綜合防治等，進(jìn)一步限制了棉花產(chǎn)量的提升和生產(chǎn)的可持續(xù)性[4]。這些落后的管理策略和實(shí)踐方法不僅影響了棉花的產(chǎn)量和品質(zhì)，也增加了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的資源消耗和環(huán)境壓力。

3.4 缺乏足夠的政策支持和經(jīng)濟(jì)激勵(lì)

盡管政府已經(jīng)認(rèn)識(shí)到氣候變化對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的影響，以及適應(yīng)措施的重要性，但相關(guān)政策的制定和執(zhí)行仍存在不足，特別是在為農(nóng)戶提供必要的財(cái)政補(bǔ)助、技術(shù)培訓(xùn)和市場(chǎng)信息方面。現(xiàn)有的經(jīng)濟(jì)激勵(lì)措施往往無(wú)法覆蓋所有需要支持的領(lǐng)域，加上激勵(lì)力度不足，導(dǎo)致農(nóng)戶缺乏足夠的動(dòng)力采取新的農(nóng)業(yè)技術(shù)和管理策略。政策和經(jīng)濟(jì)支持的不足，限制了棉花生產(chǎn)適應(yīng)氣候變化的能力，影響了農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

4 建議措施

4.1 加強(qiáng)水資源管理，改進(jìn)灌溉技術(shù)

面對(duì)日益緊張的水資源和不斷變化的氣候條件，為了提高阿克蘇地區(qū)棉花生產(chǎn)的可持續(xù)性，首要措施是改進(jìn)灌溉技術(shù)和加強(qiáng)水資源管理。1）推廣應(yīng)用節(jié)水灌溉技術(shù)如滴灌、噴灌等，提高水資源利用效率，減少水分蒸發(fā)損失，保證棉花在關(guān)鍵生長(zhǎng)期獲得充足的水分。2）實(shí)施水資源綜合管理策略，如建立和完善水資源調(diào)配和儲(chǔ)備系統(tǒng)，利用水價(jià)政策和補(bǔ)貼政策引導(dǎo)農(nóng)戶合理使用水資源，推廣水資源回收和再利用技術(shù)，以使棉花生長(zhǎng)適應(yīng)氣候變化，保障棉花生產(chǎn)水資源可持續(xù)利用。

4.2 改良棉花品種，推行適應(yīng)性種植

除了優(yōu)化水資源管理，阿克蘇地區(qū)棉花生產(chǎn)還應(yīng)改良棉花品種和推行適應(yīng)性種植。通過(guò)育種技術(shù)，開(kāi)發(fā)和推廣具有耐旱、耐熱、耐鹽堿等特性的棉花新品種，更好地適應(yīng)氣候變化帶來(lái)的極端天氣條件，從而提高棉花生產(chǎn)的穩(wěn)定性和產(chǎn)量。還可通過(guò)實(shí)施精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)技術(shù)，如基于土壤和氣候條件的種植指導(dǎo)，以及采用科學(xué)的田間管理措施，進(jìn)一步提升棉花的適應(yīng)能力和生產(chǎn)效率。

4.3 組織農(nóng)業(yè)實(shí)踐，調(diào)整管理策略

通過(guò)監(jiān)測(cè)土壤溫度和關(guān)注氣候預(yù)報(bào)，科學(xué)確定最佳播種時(shí)間，可以促進(jìn)棉花幼苗健康生長(zhǎng)，避免低溫或高溫對(duì)幼苗的不利影響。同時(shí)，為有效應(yīng)對(duì)氣候變化，需要強(qiáng)化病蟲(chóng)害管理。這是因?yàn)闅夂蜃兣赡軐?dǎo)致病蟲(chóng)害種類和數(shù)量變化，增加棉花生產(chǎn)的風(fēng)險(xiǎn)。對(duì)此，可采用綜合病蟲(chóng)害管理策略，如輪作、使用抗病蟲(chóng)害品種、生物防治及適時(shí)采用化學(xué)防治措施，有效減少病蟲(chóng)害對(duì)棉花生長(zhǎng)的影響，保護(hù)棉花生產(chǎn)免受損失。

4.4 落實(shí)政策和經(jīng)濟(jì)激勵(lì)

政府和相關(guān)機(jī)構(gòu)需要落實(shí)支持性政策和經(jīng)濟(jì)激勵(lì)措施，包括提供財(cái)政補(bǔ)貼和技術(shù)支持，鼓勵(lì)農(nóng)戶采用節(jié)水灌溉技術(shù)、改良棉花品種和實(shí)施適應(yīng)性管理措施。例如，提供購(gòu)買滴灌設(shè)備的補(bǔ)貼、提供資金支持抗旱耐熱棉花種子的研發(fā)和推廣、支持農(nóng)業(yè)保險(xiǎn)等，減輕氣候變化帶來(lái)的生產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn)[5]。政策還應(yīng)包括對(duì)農(nóng)戶進(jìn)行相關(guān)知識(shí)的培訓(xùn)，提高農(nóng)戶對(duì)氣候變化及其影響的認(rèn)識(shí)，使其能更好地應(yīng)對(duì)氣候變化帶來(lái)的影響。

5 結(jié)語(yǔ)

阿克蘇地區(qū)棉花生產(chǎn)面臨氣候異常變化的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)，通過(guò)深入分析氣候變化對(duì)棉花生長(zhǎng)周期、產(chǎn)量及水分生產(chǎn)力的影響，研究提出了一系列適應(yīng)措施，包括加強(qiáng)水資源管理、改良棉花品種、優(yōu)化農(nóng)業(yè)實(shí)踐、實(shí)施政策及經(jīng)濟(jì)激勵(lì)等，對(duì)于提高棉花的適應(yīng)性和抗逆性、保證產(chǎn)量和品質(zhì)具有積極意義，可促進(jìn)阿克蘇地區(qū)棉花生產(chǎn)實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。未來(lái)，需要加強(qiáng)新灌溉技術(shù)和新品種的推廣，以適應(yīng)干旱高溫，實(shí)現(xiàn)棉花產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

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（責(zé)任編輯：劉寧寧）